Aula Mistura

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MISTURA
MISTURA
 Operação unitária muito utilizada na indústrias farmacêutica e
de alimentos
 Combinação de dois ou mais componentes para obter
distribuição uniforme
 Mistura ideal
 Diferentes amostragens apresentam a mesma proporção
entre os componentes
Dois componentes de igual proporção Mistura Ideal
Mistura Real
Tipos de Mistura
 Mistura Positiva 
Componentes miscíveis que se misturam espontanea e irreversivelmente 
tendendo a uma mistura perfeita. Não há necessidade de aporte de energia se
o tempo é ilimitado, embora o aporte de energia encurte o tempo da
operação.
 Mistura Negativa
Componentes tendem a segregar rapidamente, a energia deve ser 
continuadamente fornecida para manter a dispersão (exemplo: suspensão
onde o líquido tem baixa viscosidade, ou quando os componentes se separam
muito devagar, como líquidos muito viscosos). Misturas negativas são mais
difíceis de se formar e manter, do que as misturas positivas.
 Misturas Neutras
Estáticas em comportamento, não conseguem se misturar ou segregar 
espontaneamente, sendo necessário energia. Exemplo: pomadas, pastas e
unguentos.
Avaliação do Grau de Mistura
Fabricantes monitoram operações de mistura para: 
1) indicar o grau, a extensão da mistura;
2) indicar quando a mistura chegou ao final; 
3) verificar a eficiência do misturador e, 
4) determinar o tempo de mistura para determinado processo. 
Índice de Mistura
O índice de mistura (M) compara o conteúdo padrão de
amostras da mistura em análise (SACT) com o conteúdo padrão
das amostras das partículas aleatoriamente já misturadas (SR).
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Índice de Mistura
Início => SACT está elevado
Mistura até igualar com SR 
Se SR = SACT , M = 1
Amostragem 
retirada de diferentes 
profundidades do tanque
Índice de Mistura
Alta concentração de ativo
SE é aceitável para redução 
de custos 
Desmistura
• Ocorre para as misturar com 
alta capacidade de segregação. 
• Existe tempo ótimo de 
mistura que deve ser avaliado 
de acordo com a formulação.
Mecanismos de mistura - Sólidos
1) Mistura por convecção 
Ocorre quando há transferência de grandes grupos de 
partículas por meio de pás e colabora com a mistura de partículas
macroscópicas e a mistura ocorre de maneira rápida (rápida queda
de SACT). A mistura não ocorre dentro das partículas que se movem
nas grandes unidades movidas pelas pás, então é necessário um
tempo de mistura maior.
2) Mistura por cisalhamento
Ocorre quando uma camada de material se move sobre 
outra, o que pode ocorrer em misturadores por convecção e por
tombamento, onde se cria uma camada que colapsa, porque há um
gradiente na velocidade nas diferentes camadas.
3) Mistura por difusão
Para se chegar em uma mistura real, utiliza-se a difusão, onde há o
movimento individual das partículas. Quando uma camada de partículas que está
em repouso é forçada a se movimentar/ fluir, aumenta o volume por diminuição
do empacotamento das partículas, e, desta forma as partículas caem por força 
gravitacional,mistura que se dá por difusão, com baixa velocidade de mistura.
Os três mecanismos podem ocorrer em um único procedimento de
mistura, mas qual será o mecanismo predominante e a extensão de cada um deles
dependerá do tipo de misturador, as condições do processo (carga, velocidade) e
a flotabilidade de cada componentes.
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Mecanismos de mistura - Líquidos
1) transporte de massa = semelhante ao mecanismo que ocorre nos
pós, considera que há movimento de grande quantidade de líquidos
movidos pelas pás, de forma rápida mas que as moléculas internas
desta quantidade de massa líquida não se misturam.
2) fluxo turbulento = existe uma desordem no movimento das
moléculas por ser forçado a se mover de forma turbulenta , com
constante mudanças na velocidade e direção. Mesmo em fluxo
turbulento, existem pequenos grupos de moléculas que se movem
como unidade.
3) difusão molecular = o movimento individual das partículas se faz
necessária.
Segregação de pós
 É o efeito oposto da mistura.
 1) Tamanho da Partícula – partículas pequenas tendem a passar
sobre os espaços criados pelas partículas grandes. As particulas
maiores possuem maior energia cinética e as pequenas são
elevadas de forma a formar uma poeira e película sobre o material.
 2) Densidade – nas formulações farmacêuticas componentes
tendem a ter densidades semelhantes.
 3) Forma – as partículas esféricas tem maior facilidade em fluir
dentro do material mas também segregam mais rápido.
Redução da segregação de pós
 Selecionar frações de material de tamanho igual;
 Selecionar excipientes de densidade igual;
 Reduzir o tamanho /granulação;
 Controlar a cristalização (mudança de forma e tamanho);
 Reduzir vibração ou movimento depois da mistura.
Mistura ordenada
Quando se tem pequenas (micronizadas) e grandes
partículas, que englobam as menores, como um carreador.
Forças atrativas superam as forças de segregação.
Exemplos: antibióticos em pó em que se adiciona água,
pós de formulação para inalação (sacarose, lactose).
Segregação de mistura ordenada
Ainda que a mistura seja melhor, é possível que haja segregação
1) Carreador pode variar em tamanho = variar em massa
2) Competição por sítios ativos do carreador
3) Carreador em quantidade insuficiente
Como realizar a mistura?
Quantidade de ativo pequena:
 Adiciona-se igual quantidade de diluente
 Pré-mistura em misturador menor
Quantidade de material
 Acima – falta de mistura difusiva
 Baixa – não conseguir alcançar altura para a mistura
 Difusão para ativos potentes
 Cisalhamento para quebrar agregados e garantir mistura difusiva =
cuidado com atrito
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 Misturadores
 Cilindro horizontal
 Misturador de pás de eixo duplo
Tipos de Misturadores
 Misturadores Rotativos
 Duplo cone
Tipos de Misturadores
 Misturadores Rotativos
 Em “Y” e em “V”
Tipos de Misturadores
 Misturadores Rotativos
 “twin shell” ou “V” com barra agitadora
Tipos de Misturadores
 Misturadores de Fitas (Ribbon Blender)
Tipos de Misturadores
https://www.youtube.com/watch?v=BHgV05t3ITQ&feature=youtu.be
 Misturadores de parafuso vertical
Tipos de Misturadores
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TIPOS DE MISTURADORES
Planetary mixer
 Aplicação em alimentos
TIPOS DE MISTURADORES
 Misturadores horizontais
 Folha em Z ou Σ (semi-sólido)
TIPOS DE MISTURADORES
 Misturadores contínuos
 Parafuso transportador simples ou duplo que gira em um barril 
cilíndrico e força a passagem da massa a ser misturada
https://www.youtube.com/watch?v=4H2Vk7_cCCc&feature=youtu.be
TIPOS DE MISTURADORES
 Misturadores de base fluidizada 
Tipo “heat transfer”
Tipo arado
Tipo tulipa
Tipo facas múltiplas
Intensificadores
LÍQUIDOS DE VISCOSIDADE BAIXA OU MÉDIA
 Tanques com agitadores
 de pás (20 a 150 rpm)
 de turbinas (150 a 400 rpm)
 de hélices (400 a 1500 rpm)
 Graus de agitação
 Suave
 Pouca movimentação, mistura não crítica
 Tanques de estocagem, alimentação e espera
 Moderado
 Superfície com grande movimentação
 Não há formação de rodamoinhos
 Maioria dos casos de simples mistura, tanques de ajuste de parâmetros
LÍQUIDOS DE VISCOSIDADE BAIXA OU MÉDIA
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LÍQUIDOS DE VISCOSIDADE BAIXA OU MÉDIA
 Graus de agitação
 Vigoroso
 Superfície com intensa turbulência
 Surgimento de rodamoinhos
 Grande quantidade de borbulhas
 Reatores, operações críticas de mistura, transferência de calor
 Violento
 Tendência de formação de vórtex na superfície
 Grande formação de rodamoinhos, ondas e borbulhas
 Reatores de polimerização, operações críticas de mistura e transferência de calor
AGITAÇÃO
Formação de vórtex
Chicanas ou defletores
TIPOS DE AGITADORES (IMPELIDORES)
 Fluxo circular
 Agitadorestipo pá, âncora
TIPOS DE AGITADORES
 Quanto ao tipo de fluxo
 Fluxo radial
 Agitadores tipo turbina
 Turbinas de pás retas verticais
 Turbinas de pás curvas verticais
 Turbinas tipo disco de Rushton
 Turbinas tipo disco de Cowles
Turbina tipo Disco de 
Cowles
Turbina de pás retas 
verticais
Turbina tipo Disco 
de Rushton
Turbina de pás curvas
TIPOS DE AGITADORES
 Fluxo axial
 Agitadores tipo hélice
 Hélice marítima
 Turbina “PBT”
 Hidrofoil “HE”
 Hidrofoil “LS”
 Hidrofoil “HS”